Fjärrvärme

Fjärrvärme är centralt producerat varmvatten som sommartid distribueras vid ca 70-80°C och vintertid ca 100-110°C. Fjärrvärmen används för att värma tappvatten och för

uppvärmning av byggnaden och värmeväxlas mot byggnadens distributionssystem genom en fjärrvärmeundercentral. Fjärrvärme kan användas både i kombination med luft- och vattenburna distributionssystem. För fjärrvärmesystem är det viktigt att få en låg returtemperatur till fjärrvärmecentralen vilket ska beaktas i valet av reglerstrategier och val av komponenter.

5.7.4

Värmepump

I småhus används idag främst vätska/vattenvärmepumpar, (ute)luft/luftvärmepumpar, frånluftsvärmepumpar och (ute)luft/vattenvärmepumpar. En principskiss över en värmepump visas i Figur 5.15.

Figur 5.15 Principskiss av en värmepump

Generellt används värmepumpar relativt sällan i lokaler. Ett hinder för användningen i befintliga, äldre byggnader är traditionell och äldre dimensionering av radiatorytor, vilket kräver högre framledningstemperaturer än vad värmepumparna ger. I lokaler och

flerfamiljshus är radiatorerna även i nyare byggnader ofta dimensionerade för högre framledningstemperaturer, jämfört med fallet i småhus, vilket kan hindra användandet av värmepumpar. Men som nämndes tidigare kan värmebehovet minskas vilket kan

användas till att minska flöden och sänka framledningstemperaturer så att värmepumpar kan användas. Vätska/vattenvärmepumpar används till viss del i flerbostadshus.

Effektiviteten för en värmepump uttrycks med hjälp av COP (Coefficient Of

Performance), som beskriver hur mycket värmeenergi som genereras per tillförd elenergi. Ett COP-värde på 4 motsvarar alltså att 1 kWh el genererar 4 kWh värmeenergi.

Vätska/vattenvärmepumpar är den vanligast förekommande värmepumpstypen i småhus

i Sverige idag. Dessa värmepumpar kan ha olika värmekällor. De upptar antingen värme från marken via ett borrhål eller via en slinga som är nedgrävd i jorden. De kan också uppta värme via ett vattendrag eller en sjö. Andra benämningar för dessa värmepumpar är bergvärmepumpar eller markvärmepumpar. Denna värmepumpstyp lämpar sig

tillsammans med ett vattenburet värmesystem som värmesänka, antingen bestående av radiatorer, golvvärme eller ett system med fläktkonvektorer. Det vanligaste är att denna värmepumpstyp även avger värme till tappvarmvatten via en ackumulerande tank (varmvattenberedare).

I de fall då värmepumpen avger värme till både husets uppvärmningssystem och tappvarmvatten (vanligt) prioriteras tappvarmvattenproduktion.

Figur 5.16 visar hur COP ändras vid olika framlednings- och köldbärartemperaturer. Eftersom lägre framledningstemperaturer ger högre COP är det mer lönsamt att koppla värmepumpen till ett golvvärmesystem än ett radiatorsystem som kräver högre

framledningstemperaturer. 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 -5 -3 -1 1 3 5 7 9 Köldbärartemperatur (°C) COP (-) 20°C 35°C 45°C 55°C

Figur 5.16 Prestanda för en vätska/vattenvärmepump. Data från (Haglund Stignor, Lindahl et al. 2009)

Luft/vattenvärmepumpar (här syftas på uteluft/vattenvärmepumpar) har utomhusluften

som värmekälla och ett vattenburet uppvärmningssystem som värmesänka (radiatorer, golvvärme eller fläktkonvektorer). Denna värmepumpstyp har i vissa fall hela

värmepumpen (kompressor, kondensor, expansionsventil och förångare) placerad utomhus och så leds värmevattnet som ska distribueras ut till denna. I andra fall är den utformad som ett s.k. split-aggregat med kondensorn placerad inomhus och köldmediet cirkulerande mellan utom- och inomhusenheten. Det senare systemet har fördelen att köldmediet inte riskerar att frysa vid ett eventuellt elavbrott. I Figur 5.17 visar på samma sätt som Figur 5.16 hur COP ökar med lägre framledningstemperaturer.

1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 Utomhustemperatur (°C) CO P ( -) 20°C 35°C 45°C 55°C

Figur 5.17 Prestanda för en luft/vattenvärmepump. Data från (Haglund Stignor, Lindahl et al. 2009)

Denna värmepumpstyp bör ha tillsatsvärme som har så stor kapacitet att det kan täcka

hela värmeeffektbehovet vid DVUT och inte bara det resterande, vilket är fallet för

vätska/vattenvärmepumparna. Detta beror på att den låga förångningstemperaturen medför risk för överhettning i vissa kompressortyper vilket gör att värmepumpen slår av vid riktigt låga utomhustemperaturer (vanligtvis under -15°C). Boverkets nya

reglersamling, BBR, ställer dock nya krav vilket förhindrar nybyggnader med elektrisk tillsatsvärme. För att komma runt det för en värmepump väljas med en kompressortyp som klarar den låga förångningstemperaturen.

Frånluftsvärmepumpar upptar värme från ventilationsluften (frånluften) och avger den

till tappvarmvatten, värmevatten eller till tilluften eller till en kombination av dessa. Det vanligaste är frånluftsvärmepumpar som avger sin värme till antingen enbart

tappvarmvatten eller till tappvarmvatten och värmevatten. Mycket få

frånluftsvärmepumpar som värmer endast tilluft har sålts under det senaste årtiondet. Kapaciteten för en frånluftsvärmepump skulle givetvis öka genom att öka den tillgängliga värmekällan, d.v.s. ventilationsluftflödet. Detta skulle dock leda till även inflödet av kall uteluft ökade, vilket i sin tur skulle leda till ett ökat värmebehov och således inte till någon ökad besparing. Av denna anledning är täckningsgraden betydligt lägre för en frånluftsvärmepump jämfört med den för en vätska/vattenvärmepump och tillskottsvärme krävs således under en relativt stor del av året. Tillskottsvärmen tillförs vanligtvis via en elpatron eller via värmesköldar placerade utanpå beredaren. Det finns produkter på marknaden i vilken fjärrvärme används som tillskottsvärme. De värmepumpar som levererar värme till både tappvarmvatten och värmevatten har ofta en styrning som gör att de prioriterar att värma tappvatten vid samtida behov.

Luft/luftvärmepumpar har på senare år blivit mycket populära bland småhusägare med

uppvärmning med direkt el i Sverige och är idag den näst vanligaste värmepumpstypen i småhus. Denna typ av värmepump upptar värme från utomhusluften via förångaren som placeras utomhus och avger den direkt till inomhusluften via kondensorn (oftast en men kan vara flera) som placeras inomhus. Både utomhus- och inomhusenheten är försedd med fläktar som skapar ett luftflöde genom värmeväxlarna (förångaren och kondensorn). Fördelen med denna värmepumpstyp är att den inte kräver något vattenburet

värmesystem och att den ofta kan köras reversibelt och på så sätt kyla inomhusluften varma sommardagar.

Det finns också kombinationer av ovanstående värmepumpar. En intressant

systemlösning som finns på marknaden är en värmepump som är en kombination av en frånluftsvärmepump och en vätska/vattenvärmepump. I denna systemlösning får frånluften värma köldbäraren som kommer från borrhålet eller markslingan. Detta leder till att värmepumpen kan arbeta vid en högre förångningstemperatur jämfört med om värmen i frånluften inte hade återvunnits. Detta leder i sin tur till högre effektivitet, COP , för värmepumpen och därmed lägre elanvändning för samma värmebehov. Då inget värmebehov föreligger och värmepumpen (kompressorn) inte är i drift värmer frånluften upp marken runt markslingan. Dock leder den extra värmeväxlingen till att extra elenergi erfordras av frånluftsfläkt och köldbärarpump. Styrningen av framförallt